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Wie sicher ist Nano?

01.02.2011
Nanotoxikologie: Eine interdisziplinäre Herausforderung

Mit der rasanten Entwicklung der Nanotechnologie mehren sich Befürchtungen über gesundheitliche Risiken von Nanoobjekten. Zu Recht? Und brauchen wir eine neue Disziplin „Nanotoxikologie“, um die Risiken abzuschätzen? Antworten geben Harald F. Krug und Peter Wick von der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt in der Zeitschrift Angewandte Chemie.

„Die Sicherheitsforschung in der Nanotechnologie vereinigt Biologie, Chemie und Physik mit Arbeitsplatzhygiene, Material- und Ingenieurwissenschaften zu einem echten interdisziplinären Forschungsgebiet“, erläutern Krug und Wick und stellen fest: „Bei der Interaktion von Nanoobjekten mit Organismen sind einige Besonderheiten zu beachten.“ Der Begriff „Nanotoxikologie“ habe also durchaus seine Berechtigung. „So können nanoskalige Partikel auf anderen Transportwegen in Zellen gelangen als größeren Partikeln offen stehen.“ Von entscheidender Bedeutung sei auch ihre im Vergleich zum Volumen sehr große Oberfläche. Bei gleicher Menge aufgenommener Substanz ist der Organismus bei Nanoteilchen mit einer wesentlich höheren Anzahl an Molekülen in Kontakt als bei einem größeren.

Dosis-Wirkungsbeziehungen können daher nicht per se übernommen werden. Außerdem können chemische und physikalische Effekt hinzukommen, die bei größeren Partikeln gar nicht auftreten. „Ob im Einzelfall das größere oder das kleinere Partikel toxischer ist, kann nicht vorausgesagt werden“, so die Autoren. „Selbstverständlich darf auch nicht vernachlässigt werden, um was für eine chemische Verbindung es sich handelt und in welcher Konformation sie im konkreten Fall vorliegt.“ Kohlenstoff in Form von Diamant-Nanopartikeln sei harmlos, während er in Form von Nanoröhrchen, je nach Länge und Aggregationsstatus, gesundheitliche Probleme verursachen könne. Man komme also nicht umhin, jedes Nanomaterial für sich zu betrachten.

Bei einer Risikoabschätzung sei zudem zu berücksichtigen, welche aufgenommene Dosis überhaupt als realistisch anzusehen sei und dass nicht jede beobachtete biologische Wirkung automatisch einem gesundheitlichen Risiko gleichzusetzen sei.

Krug und Wick weisen darauf hin, dass zwar viele Daten zu den biologischen Wirkungen von Nanomaterialien vorhanden sind, aber bei weitem nicht alle Studien verlässlich seien. Oft sei etwa nicht nachvollziehbar, was für ein Material unter welchen Versuchsbedingungen konkret getestet wurde. „Mit unserem Verweis auf methodische Unzulänglichkeiten sowie unseren konkreten Empfehlungen, wie diese vermieden werden können, wollen wir zu einer nachhaltigen Verbesserung der Datenlage beitragen“, so Krug und Wick.

Über die Autoren: H. F. Krug ist Leiter des Departments „Materials meet Life“ der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa), Mitglied im Lenkungsgremium des DECHEMA-Arbeitskreises zum verantwortungsvollen Umgang mit Nanomaterialien und berät Bundesministerien in Deutschland sowie Bundesämter der Schweiz zur Nanotechnologie. P. Wick leitet die Abteilung Materials-Biology Interactions an der Empa, arbeitet an nationalen und internationalen Projekten zur Nanosicherheit und im Redaktionsbeirat der Zeitschrift Nanotoxicology mit.

Angewandte Chemie: Presseinfo 03/2011

Autor: Harald F. Krug, Empa–Materials Science & Technology, St. Gallen (Switzerland), http://www.empa.ch/abt274

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201001037

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de
http://www.empa.ch/abt274

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